案例概述

當代社會，能源緊缺和環(huán)境惡化已經(jīng)成為全球面臨的最大問題。我國近年來經(jīng)濟持續(xù)增長的同時也引發(fā)了能源供應(yīng)危機及環(huán)境嚴重污染等問題。同時，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國際社會廣泛關(guān)注。習近平總書記向世界宣示了我國“3060”碳達峰與碳中和的目標與愿景。節(jié)能減排、低碳環(huán)保、能源轉(zhuǎn)型不再只是一個社會的熱點話題，更是我們未來的必經(jīng)之路。在可持續(xù)發(fā)展的理念指導下，通過云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的助力，結(jié)合新能源開發(fā)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等多種手段，降低能源消耗，達到社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境雙贏的目的。推廣使用能碳數(shù)智化平臺是能源管理科學化、信息化、規(guī)范化的重要舉措，在提高能源管理效率的同時，是能源、環(huán)境和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。

印染行業(yè)是我國的傳統(tǒng)行業(yè)，主要分布在我國浙江、江蘇、廣東等地區(qū)。已經(jīng)形成了相當?shù)陌l(fā)展規(guī)模，全國規(guī)模以上印染企業(yè)有1600-1700家，總產(chǎn)能長期保持500億米以上，但是印染的工藝流程導致了此過程必將是一個能耗高，污染高的行業(yè)。近年來，國家愈加重視生態(tài)環(huán)境保護，印染行業(yè)的環(huán)保監(jiān)管進一步趨嚴。相關(guān)部門相繼出臺多項政策，加快印染行業(yè)在節(jié)能、減排、降碳方面的同時通過產(chǎn)業(yè)政策的制定和調(diào)控，繼續(xù)引導和推動印染行業(yè)的健康有序發(fā)展。通過推進行業(yè)智能制造，提高裝備的生產(chǎn)效率、性能、自動化、數(shù)字化水平，逐步提升了印染行業(yè)的清潔生產(chǎn)和綠色制造水平。目前，全國多地區(qū)都在進行限電限產(chǎn)和節(jié)能減排的舉措，多數(shù)印染廠紡織廠都在面臨不同程度的停產(chǎn)困境。

來源：北京百度網(wǎng)訊科技有限公司

在雙碳、雙控大背景下，印染生產(chǎn)企業(yè)面臨幾大挑戰(zhàn)：第一方面，在雙碳的背景下，政府及有關(guān)部門對企業(yè)的碳排核查出臺了一系列政策和管理辦法，企業(yè)如不能履行碳排目標，將會面臨購買碳配額的經(jīng)濟損失，以及國際上的綠色貿(mào)易壁壘；第二方面企業(yè)的利潤普遍呈下降趨勢，企業(yè)在市場競爭中獲取利潤越來越難；第三方面，隨著能源階梯價格機制的逐步形成，水、電、氣等能源價格逐步走高，能源費用占企業(yè)總體成本的比例也隨之水漲船高。因此，企業(yè)對節(jié)能、降碳，壓縮能源費用等成本有著強烈的愿望。

印染行業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè)在消費升級、綠色發(fā)展的新形勢下，迫切需要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，通過數(shù)字化手段實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級已成為必由之路。浙江美欣達印染科技有限公司作為印染行業(yè)中堅力量在積極探索轉(zhuǎn)型升級之路，希望通過信息技術(shù)促進企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，節(jié)能降碳，降低企業(yè)成本的同時，滿足雙碳政策要求，提高競爭力。

百度智能云度能-能碳數(shù)智化平臺是為企業(yè)生產(chǎn)過程把脈的數(shù)字化工具軟件，終極目標希望企業(yè)通過使用能源服務(wù)平臺一方面監(jiān)測能源使用量、碳排放量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準用能提供能源管理服務(wù)。系統(tǒng)依據(jù)多維度業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析，將能源質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)融合分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)反哺工藝的閉環(huán)數(shù)據(jù)應(yīng)用。最終實現(xiàn)，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)主動型、精細化智能工廠運轉(zhuǎn)，建立長期、可持續(xù)化的管理體系，最終實現(xiàn)全廠保質(zhì)保量交付產(chǎn)品，優(yōu)化能源構(gòu)成及應(yīng)用，逐步創(chuàng)建清潔優(yōu)化能源構(gòu)成及應(yīng)用，逐步創(chuàng)建清潔能源生產(chǎn)為導向的節(jié)能型綠色企業(yè)。

應(yīng)用場景

場景1：采上來：打通數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全面、精準、實時接入

解決問題：能耗數(shù)據(jù)監(jiān)視點位不全，無法做到能耗數(shù)據(jù)的完整精確監(jiān)視與控制；數(shù)據(jù)分散在各個系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)孤島，難以統(tǒng)一進行能耗和碳管理；數(shù)據(jù)采集準確性、及時性難以保證。

解決方案：

設(shè)備層：設(shè)備層涵蓋了廠內(nèi)能源儀表、邊緣智能網(wǎng)關(guān)、傳感器、控制器等設(shè)備。智能邊緣網(wǎng)關(guān)是設(shè)備層核心，是連接智能儀表和平臺系統(tǒng)的中間件，其具有強大的邊緣計算能力，能夠?qū)χ悄軆x表的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、存儲、上傳等一系列自動化操作，并能夠執(zhí)行平臺對其下發(fā)的指令，反饋執(zhí)行結(jié)果。

網(wǎng)關(guān)配置：根據(jù)現(xiàn)場情況以及傳輸頻率的要求配備網(wǎng)關(guān)，在同一強電間的儀表，通過一臺網(wǎng)關(guān)上傳；配電室集中的條件下，網(wǎng)關(guān)單485串口接入電表≤8只，單網(wǎng)關(guān)接入儀表不超過32只。保證數(shù)采頻率不低于60S。

通訊線路搭建：根據(jù)現(xiàn)場情況，位置集中的電表，表具與表具之間手拉手連接，然后接入每個區(qū)域的網(wǎng)關(guān)。

平臺層：百度天工AIoT平臺層主要提供安全穩(wěn)定的IoT數(shù)據(jù)接入、及時有效的數(shù)據(jù)處理及聚合計算，它具有高可靠數(shù)據(jù)庫服務(wù)，豐富的平臺數(shù)據(jù)接口支持，是保障能源管理服務(wù)的技術(shù)基石。AIoT接入服務(wù)為設(shè)備提供安全可靠的連接通信能力，向下連接海量設(shè)備，支撐設(shè)備數(shù)據(jù)采集上云；向上提供云端API，指令數(shù)據(jù)通過API調(diào)用下發(fā)至設(shè)備端，實現(xiàn)遠程控制。

基礎(chǔ)能源平臺：基礎(chǔ)能源平臺是支撐能源接入的基礎(chǔ)，為能源管理應(yīng)用的實例化構(gòu)建、穩(wěn)健物聯(lián)接入、數(shù)據(jù)方法抽取、邊云模型計算等搭建基礎(chǔ)底座。按照功能劃分為企業(yè)信息管理、物聯(lián)模型管理、設(shè)備儀表管理三個模塊。企業(yè)信息管理，完成企業(yè)基礎(chǔ)畫像的描繪，主要進行組織機構(gòu)、建筑信息、人員信息、基礎(chǔ)用能信息的管理。支撐業(yè)務(wù)核算在各種維度的靈活編排。物聯(lián)模型管理，對能源場景的物聯(lián)設(shè)備，進行統(tǒng)一的數(shù)字化點表創(chuàng)建，完成解析點表、運算屬性、閾值上下限設(shè)置等功能。儀表設(shè)備管理，對設(shè)備模型的實例化，并進行儀表與設(shè)備的臺賬信息匹配，完成物理世界與數(shù)字世界的對照映射。核算分析模型管理，定義企業(yè)的核算時間、成本模型、核算分析單元、核算公式信息。通過配置，明確企業(yè)的核算時間、班組時間段、各能源類型的成本核算方式、分析的維度、分析的單元以及各分析單元的能耗計量公式和成本核算公式。

實施成果：

物聯(lián)接入改造：實現(xiàn)存量205臺儀表的統(tǒng)一入口采集（通訊采集、系統(tǒng)對接、移動手抄）；采集過程對接10+通訊協(xié)議（儀表老舊、通訊協(xié)議缺失，通過報文監(jiān)聽方式破解）；預(yù)期實現(xiàn)全廠無線方式數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳（丟包率＜0.38％）；實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)遠程固件升級與調(diào)試配置。

度能基礎(chǔ)能源管理平臺全功能上線：實現(xiàn)企業(yè)組織機構(gòu)、角色權(quán)限、用戶配置等業(yè)務(wù)配置功能；實現(xiàn) mizudany.com/login?bcia 的專屬域名訪問；實現(xiàn)能源類型、設(shè)備模型的數(shù)字化孿生；實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)、儀表、印染設(shè)備的業(yè)務(wù)臺賬管理；實現(xiàn)靈活的能源數(shù)據(jù)核算編排。

場景2：管起來：改變手抄筆錄，建立完整能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)用能精細化管理

解決問題：缺乏統(tǒng)一能管系統(tǒng)，企業(yè)大部分都是傳統(tǒng)的手抄筆錄，目前沒有進行能源數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理，沒有實現(xiàn)能源的在線監(jiān)測，也就無法對能源使用情況進行分析，無法有效推進節(jié)能降碳；目前大多數(shù)能源管理系統(tǒng)，只關(guān)注能源數(shù)據(jù)本身，沒有結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備情況進行綜合分析，無法幫助企業(yè)對生產(chǎn)和設(shè)備進行有效管理，也無法達到實際節(jié)能降碳的效果。

解決方案：

綜合能源管理系統(tǒng)是企業(yè)為生產(chǎn)過程把脈的數(shù)字化工具軟件，根據(jù)企業(yè)能源使用量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準用能提供能源管理服務(wù)。根據(jù)對能源運行數(shù)據(jù)的分析，對后續(xù)接入生產(chǎn)、控制等多維度系統(tǒng)，打通信息孤島，提供數(shù)據(jù)支撐及業(yè)務(wù)支撐。依據(jù)詳盡而準確的能耗數(shù)據(jù)幫助用戶掌握詳細的能耗分布狀況和能效水平，實現(xiàn)主動型、精細型的能源管理，以便建立長期、可持續(xù)化的能源管理體系，最終實現(xiàn)節(jié)能增效的目標。系統(tǒng)主要包括能源管控、能源分析、生產(chǎn)分析、計劃管理等功能模塊。

能源管控：能源管控模塊是用能用戶實現(xiàn)能源管理職能的基礎(chǔ)模塊，用戶可以通過能源管控模塊實現(xiàn)對各類能源進行基礎(chǔ)的統(tǒng)計、分析、監(jiān)視、報警處理工作。

能源分析：能源分析是在企業(yè)明確能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且接入大量儀表傳感器數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對企業(yè)能源系統(tǒng)、能源消耗進行深入的監(jiān)視分析，分析的維度包括平衡維度、質(zhì)量維度、安全維度、用能成本維度等。

生產(chǎn)分析：生產(chǎn)分析是企業(yè)用戶對產(chǎn)品的生產(chǎn)情況以及生產(chǎn)中的各個基本要素（企業(yè)、工區(qū)、工序、設(shè)備、班組）的耗能情況進行的分析。

生產(chǎn)分析主要包括：工藝分析：對企業(yè)各生產(chǎn)單元的產(chǎn)量、能耗、生產(chǎn)計劃完成率進行分析評價；設(shè)備分析：對各產(chǎn)線的生產(chǎn)類設(shè)備的能耗、運行狀態(tài)、運行指標進行分析評價；單耗分析：對各能源類型涉及的考核設(shè)備進行產(chǎn)量、能耗、單耗的統(tǒng)計，并結(jié)合工單數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)品類型、工單產(chǎn)量、工序、克重對單耗的影響。

實施成果：智慧能源管理服務(wù)幫助企業(yè)搭建了完整的能源管理體系，從能源使用量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準用能等各方面提供能源管理服務(wù)，預(yù)期平均能幫助企業(yè)能源成本降低5%-10%。

場景3：算出來：基于標準碳排核算模型，進行碳排放可信核算、監(jiān)測

解決問題：核算標準繁多、復(fù)雜，用戶沒有專業(yè)的能力去做碳排評估和核算；數(shù)據(jù)分散、難收集，數(shù)據(jù)分散在各個系統(tǒng)，通過人工分別線下搜集統(tǒng)計，工作量大，準確性難以保證；傳統(tǒng)服務(wù)時間集中、不及時、工作量大d) 傳統(tǒng)的線下核算方式，一年進行一次，無法及時了解碳排情況支持企業(yè)進行減排干預(yù)，且人力成本都比較高。

解決方案：度能提供碳管理應(yīng)用，幫助企業(yè)快速進行碳排放可信核算，碳數(shù)據(jù)及時監(jiān)測。

內(nèi)置國標各行業(yè)的核算指南及推薦參數(shù)：依據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的碳排放核算標準，定義碳盤查模板，用戶可直接零門檻使用；整合國內(nèi)外多種碳排放參數(shù)推薦值、排放因子庫參與碳排放的計算。

多種方式的排放源數(shù)據(jù)靈活采集：具備硬件層和物聯(lián)網(wǎng)平臺的能力，可進行排放源數(shù)據(jù)的自動采集；可以將分散在多個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行集成，也支持人工錄入與配置數(shù)據(jù)。

碳排放可信核算與及時監(jiān)控：系統(tǒng)自動計算出的碳排數(shù)據(jù)，并可從不同時間周期、排放源類型等多種維度進行展現(xiàn)、統(tǒng)計分析，幫助用戶快速洞察碳排情況，幫助企業(yè)做到“摸清家底” “精細管理”。

實施成果：幫助企業(yè)從0到1建設(shè)雙碳管理，完成了對企業(yè)的電力、熱力、廢水等全方位的排放源數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)碳排可信核算與實時監(jiān)測，為企業(yè)后續(xù)實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標提供重要支撐。

場景4：降下來：提供AIoT節(jié)能方案，實現(xiàn)精準節(jié)能

解決問題：企業(yè)在生產(chǎn)運行中，存在一些高能耗環(huán)節(jié)，企業(yè)想進行節(jié)能，沒有建模調(diào)優(yōu)的技術(shù)能力，掌握最優(yōu)能耗及其工況；在生產(chǎn)工藝中，工藝人員制定工藝參數(shù)，但是缺少數(shù)字化手段監(jiān)管實際是否按照工藝執(zhí)行，其間能源浪費現(xiàn)象無法及時識別，阻礙企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減碳的目標。

解決方案：美欣達印染產(chǎn)線采用典型的長車染色工藝，設(shè)備繁多，工藝復(fù)雜，產(chǎn)線長達幾百米，度能系統(tǒng)為給企業(yè)提供了基于模型的高級節(jié)能分析模塊。深入長車印染產(chǎn)線與工藝，基于能耗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)，多維數(shù)據(jù)建立模型，找到最優(yōu)能耗，反饋優(yōu)化參數(shù)建議，識別能源偏差與浪費，幫助企業(yè)透明化生產(chǎn)管理，及時調(diào)優(yōu)控制，達到精準化節(jié)能降碳。

實施路徑：

PHASE-I 算法策略—多系統(tǒng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)：完成MES報工數(shù)據(jù)與染色機中控工藝數(shù)據(jù)接入。生產(chǎn)過程可視化：對重點生產(chǎn)機臺，監(jiān)測當前生產(chǎn)情況及工作狀態(tài)。異常用能推報警：小流量跑冒、靜置與空轉(zhuǎn)異常耗能、設(shè)定不合理等。生產(chǎn)效率清晰化：實時計算整機單耗，某合約單耗，以及歷史均值單耗。

PHASE-II 算法模型—定標：針對1#PD染色機，核定基準用能（蒸汽）單耗。建模：基于數(shù)學規(guī)劃或強化學習的（全局/局部）最優(yōu)工況值推薦。優(yōu)化：提煉高性能模型庫，支持多工況自適應(yīng)能力。調(diào)控：對執(zhí)行偏差，做進一步自動化優(yōu)化控制改進。泛化：針對單機臺沉淀模型定式，并泛化到其他重點設(shè)備上。

實施成果：通過多系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)聚合，找到訂單級生產(chǎn)最佳工況，用AIoT建模。預(yù)期重點用能設(shè)備萬米單耗降低10%以上，蒸汽年度賬單可降低約100萬以上。

案例總結(jié)

節(jié)約企業(yè)用能成本，提升工藝流程穩(wěn)定性。通過接入度能平臺，企業(yè)可建立基礎(chǔ)能源數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，通過對能源數(shù)據(jù)及過程數(shù)據(jù)的高頻采集和分析，基礎(chǔ)能源管理模塊預(yù)期平均能幫助企業(yè)能源成本降低5%-10%，用能高級分析模塊對于規(guī)上印染企業(yè)，每年預(yù)計可降低約100萬元的蒸汽費用。同時，通過對生產(chǎn)流程的智慧優(yōu)化，保證了工藝穩(wěn)定，實現(xiàn)了“智能制造”。

助力印染行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，支持行業(yè)節(jié)能減排。全國規(guī)模以上印染企業(yè)有1600-1700家，行業(yè)整體的自動化、信息化、數(shù)字化的水平較低，行業(yè)傳統(tǒng)的系統(tǒng)服務(wù)商無法解決目前行業(yè)所遇到的能耗高、碳排高、流程差、成本壓力日益嚴重的問題。本案例整套系統(tǒng)和方案對整個印染行業(yè)節(jié)能降碳的建設(shè)起到非常重要的意義，將賦能印染高能耗、高排放的產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)低碳綠色建設(shè)，達成產(chǎn)業(yè)智能化升級。

支持國家雙碳戰(zhàn)略落地，助推構(gòu)建資源友好型社會。在3060雙碳目標的時代背景下，節(jié)能環(huán)保、減排降碳、能源經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型已經(jīng)是必須要走的發(fā)展道路。能碳數(shù)智化平臺，幫助企業(yè)、政府園區(qū)建立起能源管理體系，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降碳，政府更好監(jiān)管，能夠顯著地降低能耗、污染物排放以及碳排放，從而降低產(chǎn)業(yè)發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的破壞，助力雙碳目標和生態(tài)友好的發(fā)展方向。